Question

【題目】氯乙酸（ClCH2COOH）常用作制造各種染料、除銹劑等。實驗室采用乙酸氯化法（Cl2和冰醋酸共熱可制得氯乙酸，伴隨有醋酸的多氯代物生成）合成氯乙酸的裝置如下圖（加熱裝置省略）。

請回答下列問題：

（1）儀器a的名稱為______________（填儀器名稱）。

（2）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________。

（3）儀器組裝完成，關(guān)閉分液漏斗活塞和止水夾K2，打開K1，向裝置B中長頸漏斗中注入液體至形成一段水柱，若__________________________，則氣密性良好。

（4）裝置B的作用之一是觀察Cl2的生成速率，則B中盛放的液體為_____________。實驗結(jié)束時，關(guān)閉分液漏斗活塞和止水夾K1，此時裝置B的作用是_________________________。

（5）通過佛爾哈德法可以測定氯乙酸產(chǎn)品中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實驗步驟如下：

Ⅰ．取0.284g粗產(chǎn)品于錐形瓶中，加入足量NaOH溶液，煮沸，完全水解后加稀硝酸調(diào)至酸性。

Ⅱ．向錐形瓶中加入0.4200mol·L-1的AgNO3溶液10.00mL,使Cl-完全沉淀。

Ⅲ．向其中加入2.00mL硝基苯，用力搖動，使沉淀表面被硝基苯覆蓋。

Ⅳ．加入指示劑，用0.0200mol·L-1NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量Ag+至終點,消耗10.00mLNH4SCN溶液。

已知：Ksp(AgCl)=3.2×10-10，Ksp(AgSCN)=2.0×10-12。

①滴定選用的指示劑是_______ (填代號)。

a．FeCl2 b．NH4Fe(SO4)2 c．淀粉 d．甲基橙

②實驗過程中加入硝基苯的目的是_____________________________，若無此操作所測氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將會_______ (填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

③粗產(chǎn)品中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 _________________。

Answer 1

【答案】 球形冷凝管 2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 水柱高度保持不變 飽和食鹽水 儲存Cl2，平衡B裝置內(nèi)外氣壓 b 防止Ag Cl轉(zhuǎn)化為AgSCN 偏小 50％

【解析】（1）儀器a是冷凝儀器，名稱為球形冷凝管；正確答案：球形冷凝管。

（2）高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣、氯化錳、氯化鉀和水，離子方程式為：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；正確答案：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。

（3）該操作為檢查裝置的氣密性，因此儀器組裝完成，關(guān)閉分液漏斗活塞和止水夾K2，打開K1，向裝置B中長頸漏斗中注入液體至形成一段水柱，若水柱高度保持不變，則氣密性良好；正確答案：水柱高度保持不變。

（4）反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣中含有氯化氫雜質(zhì)氣體，因此要用飽和食鹽水除去氯化氫氣體，B中盛放的液體為飽和食鹽水；實驗結(jié)束時，關(guān)閉分液漏斗活塞和止水夾K1，此時裝置B的作用是儲存Cl2，平衡B裝置內(nèi)外氣壓 ；正確答案：飽和食鹽水；儲存Cl2，平衡B裝置內(nèi)外氣壓。

（5）①由于鐵離子能夠與硫氰化銨反應(yīng)顯紅色，則滴定選用的指示劑為NH4Fe(SO4)2 ；正確選項b。

②實驗過程中加入硝基苯的目的是覆蓋氯化銀，防止氯化銀轉(zhuǎn)化為AgSCN而導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；若無此操作，消耗的NH4SCN溶液的體積偏大，根據(jù)題中的計算原理可知所測氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將會偏��；正確答案：防止AgCl轉(zhuǎn)化為AgSCN；偏小。

③根據(jù)題意可知，NH4SCN的物質(zhì)的量為0.002mol，則與之反應(yīng)的銀離子的物質(zhì)的量為0.002 mol，而總的銀離子的物質(zhì)的量為0.042 mol，所以與氯離子反應(yīng)的銀離子的物質(zhì)的量為0.042-0.002=0.04 mol，，所以氯離子的物質(zhì)的量為0.04 mol，則產(chǎn)品中氯元素的含量為0.04×35.5/0.284×100%=50%；正確答案：50%。